[发明专利]碳复合材料

权利要求书

1.一种碳复合材料，其包含：

膨胀石墨碳微结构，其在所述膨胀石墨碳微结构之间具有间隙空间；和

粘结剂，其设置在至少一些所述间隙空间中；

其中所述膨胀石墨碳微结构包含所述膨胀石墨碳微结构内的未填充空隙，所述未填充空隙具有20纳米至1微米的大小，并且所述粘结剂占所述膨胀石墨碳微结构之间的所述间隙空间的10％至90％，并且其中所述间隙空间具有0.1微米至100微米的大小。

2.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述碳复合材料具有大于4％的弹性伸长率。

3.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述膨胀石墨碳微结构通过机械互锁结合。

4.根据权利要求3所述的碳复合材料，其中化学键、固溶体或它们的组合至少在一些膨胀石墨碳微结构和所述粘结剂之间形成。

5.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述膨胀石墨碳微结构具有1至200微米的厚度和10至500微米的直径。

6.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述粘结剂包含SiO₂、Si、B、B₂O₃、金属、所述金属的合金或者包括前述中至少一种的组合；其中所述金属为以下至少一种：铝、铜、钛、镍、钨、铬、铁、锰、锆、铪、钒、铌、钼、锡、铋、锑、铅、镉、和硒。

7.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述粘结剂包含钢、镍铬基合金、镍铜基合金或者包括前述中至少一种的组合。

8.根据权利要求1所述的碳复合材料，还包含碳纤维、碳黑、云母、粘土、玻璃纤维、陶瓷纤维、陶瓷中空结构或者包括前述中至少一种的组合。

9.根据权利要求1所述的碳复合材料，基于所述碳复合材料的总重量，其包含20至80wt.％的所述碳。

10.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述碳复合材料具有0.5至10g/cm³的密度。

11.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述复合材料具有在-65°F至1200°F的操作温度范围内的耐热性。

12.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述复合材料对水、油、盐水和酸具有化学耐受性。

13.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述复合材料具有以肖氏A计50至以肖氏D标度计75的硬度。

14.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中在15％应变和600°F下的复合材料的样品的密封力保持在5800psi下至少20分钟而不松弛。

15.根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述复合材料为条、块、片、管形、圆柱形坯料、环形体、粉末或粒料的形式。

16.一种片材，其包含根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述片材具有10μm至10cm的厚度。

17.一种粉末，其包含根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述粉末包括平均大小为10μm至1cm的颗粒。

18.多个粒料，其包含根据权利要求1所述的碳复合材料，其中所述粒料包括平均大小为0.5cm至5cm的颗粒。